張斌

引言

弱電工程是指與電力系統(tǒng)不同的低電壓、小功率的通信、控制、監(jiān)測等非強(qiáng)大電負(fù)荷相關(guān)的技術(shù)和設(shè)備安裝[1]。其中弱電工程包括以下內(nèi)容：信息傳輸系統(tǒng)，如電話網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等；監(jiān)視與控制系統(tǒng)，如門禁系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)等；消防警報(bào)及安全管理系統(tǒng)，如消防報(bào)警器、緊急廣播器等；多媒體會(huì)議及演示室系統(tǒng)，如投影儀、音響設(shè)備、視頻會(huì)議設(shè)備等[2]；公共廣播及背景音樂環(huán)境建設(shè)，如公共廣播、背景音樂環(huán)境設(shè)計(jì)以及售貨自動(dòng)化服務(wù)中心終端設(shè)計(jì)等。這些都是一些基于低壓低功率要求下完成高度可靠性標(biāo)準(zhǔn)而實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用。在現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用越來越廣泛，并且也日益成為各行業(yè)發(fā)展不可缺少的組成部分之一[3]。室內(nèi)裝修智能化控制是指通過先進(jìn)的技術(shù)手段，將室內(nèi)的燈光、空調(diào)、窗簾等設(shè)備集中管理和控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和個(gè)性化定制。它可以提高生活品質(zhì)，增加舒適度，并且節(jié)約能源[4]。具體來說，室內(nèi)裝修智能化控制通常包括燈光控制系統(tǒng)，利用傳感器或遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)各種照明設(shè)施的開關(guān)、亮度及顏色等多樣操作，并可根據(jù)不同情景進(jìn)行預(yù)先設(shè)置；空氣凈化與溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過測量環(huán)境參數(shù)并即時(shí)反饋信息到中央處理器，從而有效調(diào)整溫度、濕度以及過濾空氣并為人們創(chuàng)造一個(gè)更健康的居住環(huán)境；家居音響娛樂系統(tǒng)：使用無線音頻揚(yáng)聲器覆蓋整個(gè)房間，手機(jī)APP操縱，藍(lán)牙配對(duì)功能，可支持局部混合播放多種來源。安防監(jiān)管和門禁考勤系統(tǒng)，采取視頻監(jiān)視設(shè)備或者安防模塊安全警報(bào)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，遠(yuǎn)程手機(jī)訂閱推送[5]?？傊?，在設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)該結(jié)合家庭成員日常需求，選擇適當(dāng)型號(hào)規(guī)格、品牌信譽(yù)好的產(chǎn)品組合應(yīng)用才有助于保障用戶使用效果。

一、工程概況

該工程位于某市一經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，經(jīng)市政府等討論開展科技館室內(nèi)裝修弱電工程智能化控制項(xiàng)目的研究。該科技館根據(jù)科技類型分為三層，其中包括主展廳、球幕影院和報(bào)告廳等區(qū)域，總占地面積五萬平方米。根據(jù)實(shí)際情況開展室內(nèi)裝修弱電工程智能化控制技術(shù)的設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中融入嵌入式系統(tǒng)。

二、科技館室內(nèi)裝修弱電工程智能化控制技術(shù)設(shè)計(jì)

（一）綜合布線

在科技館室內(nèi)裝修弱電工程施工中，為了確保館內(nèi)各設(shè)備以及通信的正常進(jìn)行，需對(duì)館內(nèi)線纜進(jìn)行綜合布線操作。在施工中，采用六類線布線方式，并基于嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行線纜搭建，在主干線路上，分布的嵌入式子系統(tǒng)需相互串聯(lián)，線纜需穿過館內(nèi)各個(gè)區(qū)域[6]。為提高通信過程中數(shù)據(jù)傳輸可靠性，在光纖規(guī)格選擇上應(yīng)選取多模類型，確保通信工作可以高效完成。并在此基礎(chǔ)上，需要將通信管理的主設(shè)備分配到各個(gè)弱電間內(nèi)，并按照通信等級(jí)、次序安排數(shù)據(jù)總配線架、機(jī)柜。

下圖為科技館布線結(jié)構(gòu)圖：

在根據(jù)圖1布線結(jié)構(gòu)水平布線中，施工人員在布線時(shí)確保線纜水平且不出現(xiàn)纏繞外漏的現(xiàn)象，布線質(zhì)量會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。其中在各樓層施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙來進(jìn)行，根據(jù)各樓層科技區(qū)域類型合理布線。操作時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)：首先在根據(jù)圖紙分析布線結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)合理控制管線鋪設(shè)的數(shù)量，其中管線鋪設(shè)作業(yè)必須和科技館內(nèi)部的弱電部分工程施工作業(yè)一起完成，如此可以準(zhǔn)確調(diào)整線路鋪設(shè)的情況[7]。其次，按照現(xiàn)場的條件適當(dāng)調(diào)節(jié)線槽與管線布置的情況，提高布置的科學(xué)性。最后，對(duì)部分需要隱蔽的管線做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。

圖2 樓宇自控結(jié)構(gòu)圖

（二）搭建通信信號(hào)

綜合布線為科技館運(yùn)行中的無線通信網(wǎng)絡(luò)提供良好的保障。在信號(hào)搭建施工中，采用室內(nèi)超頻寬帶，可以保證在科技館內(nèi)所有地方均有網(wǎng)絡(luò)覆蓋且網(wǎng)速平衡。并在使用科技館內(nèi)互動(dòng)設(shè)施時(shí)，可以將互動(dòng)效果及時(shí)發(fā)送到手機(jī)APP內(nèi)，并且經(jīng)過綜合建設(shè)，可以在一定基礎(chǔ)上減少在通信系統(tǒng)搭建方面的支出。

在施工過程中，重要的是要確保科技館內(nèi)各個(gè)區(qū)域內(nèi)設(shè)施適當(dāng)覆蓋通信，以達(dá)到科技館日常使用的標(biāo)準(zhǔn)[8]。為了向科技館提供良好的公共服務(wù)，重要的是要確保公共區(qū)域被外部連接標(biāo)記覆蓋，以滿足游客的需求，使用鏈接連接進(jìn)行在線注冊(cè)，從游客角度來說既方便注冊(cè)登記又能免去排隊(duì)等待的時(shí)間。為保證不同互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下關(guān)系的有效性，可以更廣泛地與互聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)進(jìn)行連接，以便將其與Zigbee、RFID等服務(wù)的不同互聯(lián)網(wǎng)需求進(jìn)行比較，從而使物聯(lián)網(wǎng)充分發(fā)揮作用，例如當(dāng)不同設(shè)備的社交服務(wù)信號(hào)正確執(zhí)行時(shí)保持安全抵抗力，確?？萍拣^室內(nèi)外安保系統(tǒng)的正常進(jìn)行。

（三）樓宇自控

在樓宇自控方面，對(duì)智能照明和智能空調(diào)兩種功能進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。首先在智能照明方面，可以檢測到科技館內(nèi)各個(gè)時(shí)間段的燈光環(huán)境，根據(jù)各區(qū)域內(nèi)設(shè)備特點(diǎn)調(diào)節(jié)照明類型，例如在科技館內(nèi)探索與發(fā)現(xiàn)區(qū)域，可以調(diào)節(jié)為較暗燈光，通過樓宇自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化控制，由此還可以減少一些能源的浪費(fèi)。另一方面，通過樓宇自控中的圖像傳感器裝置，可以獲取照明系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生故障的情況，并根據(jù)定位識(shí)別對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行問題解決，因此通過此系統(tǒng)可以降低事故發(fā)生的可能性。

在智能空調(diào)管理方面，通過對(duì)科技館的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，保證空調(diào)機(jī)泵、冷卻塔等設(shè)施在運(yùn)行過程中發(fā)生故障時(shí)可以得到及時(shí)處理。利用網(wǎng)絡(luò)傳感器獲取空調(diào)設(shè)備的工作信息，記錄有關(guān)其初始位置和故障的信息并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候傳輸?shù)奖O(jiān)測和控制中心，以確保設(shè)備正常運(yùn)行。

下圖為樓宇自控結(jié)構(gòu)圖：

PLC應(yīng)用軟件在樓宇自動(dòng)化設(shè)備中的安裝主要通過系統(tǒng)設(shè)備的集成微處理器進(jìn)行，在智能系統(tǒng)設(shè)備上執(zhí)行數(shù)字功能，方便了科技博物館的管理。在PLC技術(shù)中，它主要使用內(nèi)置可編程存儲(chǔ)器，與傳統(tǒng)的物理機(jī)電控制組件相比，內(nèi)部有廣泛的性能指令，PLC技術(shù)可以很好地適應(yīng)科學(xué)技術(shù)館內(nèi)部改造的弱電部分建筑自動(dòng)化的使用需要，另外，在弱電工程施工過程中使用PLC技術(shù)可以使弱電部分建筑系統(tǒng)電氣設(shè)備平穩(wěn)工作，改善系統(tǒng)電氣設(shè)備的工作效能，提高自動(dòng)化建筑的工作能力。

（四）智能安防

視頻監(jiān)控：視頻安防系統(tǒng)建設(shè)的過程中，使用有線通信系統(tǒng)和視頻傳感器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和管理等操作，并采用數(shù)字監(jiān)控設(shè)備以保證視頻監(jiān)控的高清度，使用云存儲(chǔ)工具來啟用安全數(shù)據(jù)檢測。

為提高監(jiān)控成像的效果必須使用彩色攝像機(jī)來收集數(shù)據(jù)并使用UPS設(shè)備輸出，防止外界環(huán)境因素對(duì)監(jiān)控的影響。除此之外，應(yīng)在配置要求和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提高一個(gè)檔位，目的是防止因不可控因素而造成的嚴(yán)重后果。

系統(tǒng)報(bào)警：由于科技館開館時(shí)間通常在10:00-17:00，因此在閉館之后開啟人員入侵報(bào)警系統(tǒng)。

在科技館新建的區(qū)域，安裝了人類進(jìn)入的警報(bào)系統(tǒng)，并利用電子地圖的功能提供準(zhǔn)確的警報(bào)信息，確保警報(bào)信息的準(zhǔn)確性和可靠性，防止誤報(bào)的發(fā)生。同時(shí)，人員入侵報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)在停電后迅速恢復(fù)其原始工作狀態(tài)，避免發(fā)生安全漏洞。

電子巡查：在不同的樓層設(shè)置電子巡邏點(diǎn)，并針對(duì)該區(qū)域發(fā)生的特殊情況進(jìn)行及時(shí)報(bào)警。在設(shè)計(jì)的過程中，需要確保識(shí)讀器安裝位置的合理性，提升識(shí)讀器的識(shí)讀能力。并根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件的智能管理，對(duì)電子巡查的位置、路線進(jìn)行有效記錄，從而避免漏檢、未按規(guī)定巡查等現(xiàn)象的發(fā)生。

消防系統(tǒng)：根據(jù)消防部門的相關(guān)規(guī)定，建立消防報(bào)警系統(tǒng)。同時(shí)需要做好消防備用電源的準(zhǔn)備，以避免停電等問題造成的消防系統(tǒng)無法正常啟用，造成科技館內(nèi)設(shè)備發(fā)生損壞的情況。

三、結(jié)果與討論

在經(jīng)過上述設(shè)計(jì)的弱電工程智能化控制設(shè)計(jì)，對(duì)該科技館樓宇自控中控制時(shí)間以及控制優(yōu)化效率進(jìn)行記錄，其數(shù)據(jù)如下表所示：

根據(jù)表1數(shù)據(jù)看出，通過樓宇自控對(duì)科技館內(nèi)的照明、空調(diào)等設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和故障進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)館內(nèi)節(jié)能，效果可達(dá)65%，由于科技館內(nèi)在開館期間對(duì)電和光的使用量大，因此當(dāng)節(jié)能達(dá)到50%時(shí)符合樓宇自控標(biāo)準(zhǔn)。

表1 樓宇自控?cái)?shù)值

結(jié)束語

在弱電工程中，樓宇自控是重要關(guān)注點(diǎn)，在上述進(jìn)行的基于嵌入式系統(tǒng)的科技館室內(nèi)裝修弱電工程智能化控制設(shè)計(jì)中，采用六類線進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行線纜搭建，保證了科技館各個(gè)區(qū)域的通信和聯(lián)網(wǎng)需求。通過樓宇自控中安裝的PLC軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)照明、空調(diào)等設(shè)備的智能化控制，通過對(duì)室內(nèi)綜合布線，將科技館內(nèi)各區(qū)域需線纜連接部分集中到一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)各設(shè)備的綜合控制。在該工程中，使用PLC技術(shù)可以使弱電部分建筑系統(tǒng)電氣設(shè)備的平穩(wěn)工作，改善系統(tǒng)電氣設(shè)備的工作效能，提高自動(dòng)化建筑的工作能力。這項(xiàng)智能化的控制方案將會(huì)為科技館提供更安全、便捷、舒適的環(huán)境，進(jìn)一步提升科技館的形象和功能，為觀眾提供更好的科技展示體驗(yàn)。